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(共46张PPT)
肺炎双球菌体内转化实验
肺炎双球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
温故知新
烟草花叶病毒的转化实验
结论：加热杀死的S型细菌含有转化因子
结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是
结论：DNA是遗传物质
结论：RNA是遗传物质
第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
第一课时
新课导入
坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑,以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗
上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。
DNA雕塑
DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。
新课导入
旋转楼梯的灵感
来自于DNA的双螺旋结构
雅典奥运会开幕式
激光打出的DNA双螺旋结构
新课导入
DNA是遗传物质
DNA的结构？
结构决定功能
在确信DNA是生物体的遗传物质之后，人们更迫切的想知道：
DNA是怎样储存遗传信息的？
又是怎样决定生物性状的？
要回答这些问题，
首先需要弄清楚DNA的结构。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.建立者：
1953年，沃森和克里克
克里克:
物理学家,对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。能够帮助沃森理解晶体学原理。
沃森:
生物学家，可以帮助克里克理解生物学的内容。
晚年沃森和克里克在双螺旋结构模型前的最后一次合影
卡文迪什实验室
沃森
沃森
克里克
我能帮你理解生物学内容
我能帮你理解晶体学原理
一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.建立过程：
（1）20世纪30年代，科学家认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。
脱氧(核糖)核苷酸
A(腺嘌呤）
T(胸腺嘧啶)
C(胞嘧啶)
G(鸟嘌呤)
如何构成DNA的？
1′
2′
4′
5′
3′
一、DNA双螺旋结构模型的构建
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
（“X”意味着DNA分子是螺旋的）P49
为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。
1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。P49
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
（X意味着DNA分子是螺旋的）
DNA是双螺旋还是三螺旋呢？
沃森
克里克
查哥夫
我给你们带来一条重要信息
DNA中，A的量总是等于T的量；G的量总是等于C的量。
太感谢了，我想我知道DNA的结构了！
一、DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型：脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，G和C配对。
具有相同的形状和直径！
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔生理学或医学奖。
富兰克林已经在4年前因为支气管肺炎和卵巢癌而去世。按照惯例，诺贝尔奖不授予已经去世的人。此外，同一奖项至多只能由3个人分享。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
DNA分子的双螺旋结构的发现历程
一、DNA双螺旋结构模型的构建
威尔金斯和富兰克林提供____________
DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有_____________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构
脱氧核苷酸
A、T、G、C
DNA衍射图谱
螺旋
尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋
被否定
【资料4】查哥夫提出DNA分子中A的量等于 ,C的量等于 。
修正、重建
构建DNA 模型
验证
DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
沃森和克里克
双螺旋结构
T
G
【模型建构4】
现存于伦敦科学博物馆
沃森（左）和克里克（右）
3.总结过程：
二、DNA分子的结构
１、DNA的化学组成
脱氧核糖核酸
C H O N P
脱氧核苷酸
DNA中文全称:　　　　　　　
组成元素:　　　　　　　　
基本单位:　　　　　　　　　
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
磷酸
脱氧
核糖
含氮碱基
A —腺嘌呤 T —胸腺嘧啶
G —鸟嘌呤 C —胞嘧啶
含氮碱基种类：
腺膘呤脱氧核苷酸
A
胞嘧啶脱氧核苷酸
C
鸟瞟呤脱氧核苷酸
G
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
脱氧核苷酸如何形成DNA分子？DNA的结构又是如何？
A
T
G
C
A
T
G
C
氢键
磷酸二酯键
二、DNA的结构
5’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
3’
CH2
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
4’
3’
2’
1’
3',5'-磷酸二酯键
5’
3’
5’
3’
平面结构
一个羟基(—OH)，称作3′－端
游离的磷酸基团，称作5′－端
二、DNA分子的双螺旋结构特点
5’
3’
5’
3’
(1)DNA是由 条
组成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。
二、DNA分子的双螺旋结构特点
两
脱氧核苷酸单链
反向平行
双螺旋
二、DNA的结构
磷酸
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
和 交替连接，构成基本骨架；
(2) 外侧：
碱基排列在内侧
内侧:
脱氧核糖
(3)碱基互补配对原则
，碱基之间的一一对应的关系，就叫作 。
氢键
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
碱基对
两条链上的碱基通过 连接形成
，且A只和 配对、
G只和 配对
二、DNA的结构
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定
二、DNA的结构
(4) 总结：
氢键
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
碱基对
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、T、C、G
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
氢键关系:
A=T G≡C
二、DNA的结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
5'
3'
5'
3'
DNA的结构特点：
链数
方向
结构
双螺旋结构
反向平行
两条脱氧核苷酸链
一条：5’→3’; 另一条：3’→5’
二、DNA的结构
5'
3'
5'
3'
磷酸二酯键
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
.DNA的结构特点：
外侧
内侧
脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
碱基对
二、DNA的结构
.DNA的结构特点：
C
T
T
G
A
C
A
G
碱基对
配对规律
两条链的碱基通过氢键连接配对
碱基互补配对原则：A与T配对；G与C配对
氢键
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对， 且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系。
G C比例越高，DNA的热稳定性越高
二、DNA的结构
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1.下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
三、DNA的结构特性
1、多样性：脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
3'
5'
5'
3'
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？
44000
种类
数目
若某DNA分子中有 个碱基对，则排列顺序有_____种。

2.特异性：
每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定遗传信息。
3.稳定性：
遗传信息：DNA分子中的碱基对的排列顺序。
DNA分子中_________________交替连接的方式不变，两条链间
_______________的方式不变。
磷酸和脱氧核糖
碱基互补配对
2022年3月28日，第九场发布会上提到，132名遇难者的DNA比对工作已完成，遗骸遗物移交方案和分类移交标准正在逐步完善。
东航MU5735失事
2022年10月29日韩国首尔梨泰院，庆祝万圣节，发生踩踏事件，瞬间发生了惨剧。
韩国首尔警察厅31日表示，警方通过指纹鉴定和DNA信息分析等，已经确认了在此次事故中遇难的154人的身份。
韩国梨泰院踩踏事故
第三章 基因的本质
DNA分子的结构第二课时
碱基互补配对原则应用
设DNA一条链为①链，互补链为②链，根据碱基互补配对原则
可知： A1 = T2 ， A2 = T1， G1 = C2 ， G2 = C1
则在双链DNA中： A = T ， G = C
DNA双链
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
②
①
碱基互补配对的相关计算
A1
C1
T1
G1
1链
DNA分子
2链
（1）双链DNA中
A=T，G=C
A+G=T+C
即：嘌呤总数=嘧啶总数
T2
G2
A2
C2
也可以写成以下形式：
A+G
( )
=
T+C
( )
=50%
A+G
T+C
=
( )
( )
=
( )
( )
=1
A+T+G+C
A+T+G+C
A+C
T+G
T+G
A+C
思考 该比值能体现DNA分子的特异性吗？
总结规律
推论一：
　　双链DNA中，任意两种“不互补的碱基之和”，为碱基总数的一半。
　 即：A＋C＝A＋G＝T＋C＝T＋G＝(1/2)N
　　注：N为碱基总数；
1：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的个数
占 22％，那么，胞嘧啶的个数占（ ）
A．11％ B．22％ C．28％ D．44％
C
【变式】
　 分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含
有 腺嘌呤，由此可知该分子一条链上鸟嘌呤含量
的最大值可占此链碱基总数的（ ）
A、20% B、30% C、40% D、70%
C
碱基互补配对的相关计算
A1
C1
T1
G1
1链
DNA分子
2链
（2）单链有关计算
T2
G2
A2
C2
A1= , T1= , C1= , G1=______
T2
A2
G2
C2
∴ A1+T1＝A2+T2 C1+G1＝C2+G2
推论二：双链DNA中，“互补的碱基”之和在单、双链中所占比例相等
即：如果
　　　　则 ＝
　 　注：N为碱基总数；
　　　 带1、2标记的表示在对应单链中数量。
不同DNA分子中m值可不同，一定程度上可体现特异性
推论三：
　　双链DNA中，“互补碱基之和”的比值相等
　　即：如果
　　　　则 ＝
　 　注：N为碱基总数；
　　　 带1、2标记的表示在对应单链中数量。
推论四：
　　双链DNA中，非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA中为1　　
即：如果
　　　　则 ＝
　 　注：N为碱基总数；
　　　 带1、2标记的表示在对应单链中数量。
例：某DNA分子中，碱基A和T之和占全部碱基的42%，若其中一条单链中，含胞嘧啶24%，则该链的互补链中，胞嘧啶占（　　）
A．12%
B．24%
C．26%
D．34%
D
1、在一条双链DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的胞嘧啶应占（ ）
A、15% B、30% C、35% D、70%
A
2、已知DNA分子中的一条单链中A+G/T+C的值为0.5，则另一条链中A+G/T+C的值为（ ），该DNA分子中A+G/T+C的值为（ ）。
2
1
26% 24%
4.一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的
46％，该DNA分子的一条单链中，A和C分别占该单链的28％和22％，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是多少？
3.某DNA分子的一条单链中,A占20％,T占30％，则该DNA分子中的C占全部碱基的（ ）。
25%
5、某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上
A：T：G：C=1：2：3：4。则有关该DNA分子的叙述中
错误的是 [ ]
A．该DNA分子另一条链上A：T：G：C=2：1：4：3
B．该DNA分子中含有游离的磷酸基团数目为两个
C．该DNA分子中4种含氮碱基A：T：G：C=3：3：7：7
D．该DNA分子中的(A+C)/(T+G)与其任一链中该比例是相同的
D

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